湿地专家和主持人在直播现场

    本次科普直播活动围绕“滨海湿地碳循环研究支撑服务国家碳达峰碳中和目标”的主题,采用现场主持人与专家进行科普访谈,期间插播科技人员在湿地野外的科普讲解视频形式开展。自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站站长叶思源研究员及其团队骨干裴绍峰研究员、丁喜桂正高级工程师、赵广明副研究员做客直播间,与正在山东黄河三角洲国家级自然保护区的东营湿地野外站开展碳循环调查工作的项目组成员一起,介绍水-土-气-生等生态环境要素的监测装置和技术方法,讲解湿地生态地质科学知识,展示国内外科学家依托湿地野外站的全球湿地增温网(CROWN)开展全球滨海湿地生态环境对比研究的大科学计划和科研成果,以及科技人员保护和修复湿地的科学实践。裴绍峰博士详细解读了双碳目标的内涵,介绍了碳在地球上各圈层的循环交换过程以及地球上的四大碳库:岩石圈碳库、大气碳库、陆地生态系统碳库和海洋碳库。他告诉大家,通常把海洋和海岸带所吸收捕获的碳称为“蓝碳”,其储碳周期可达数千年,在气候变化中发挥着不可替代的作用,尤其滨海湿地因具有远高于其他生态系统的固碳能力和潜力,已成为现在科学家们关注研究的重点。

    直播开始,主持人从近年来全球频频出现的极端天气讲起。这些极端天气形成的原因主要在于碳排放加剧及其导致的全球变暖。为此,我国也积极采取措施,明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。那么滨海湿地碳循环研究是如何支撑服务国家碳达峰碳中和目标呢?

    叶思源研究员对湿地先做了简单的介绍。湿地是位于陆生生态系统与水生生态系统之间的过渡地带,包括各种咸水淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及洪泛平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。其中滨海湿地物种丰富,有很高的生态服务功能,在水土保持、岸线稳定、污染物质净化、固定大气中的二氧化碳以及为人类提供原材料和休息娱乐场所等方面具有很高的价值。 

    滨海盐沼湿地是一个复杂又独特的生态系统,包含了植物、动物、微生物以及水、土壤、大气等生态要素,各要素相互协同,使湿地具备了较高的固碳效率和长期持续的储碳能力。青岛海洋所滨海湿地团队就是致力于滨海湿地基础地质、沉积环境演化、生态系统固碳功能评价、生态环境地质监测以及生态修复技术等综合调查和创新研究工作。团队依托青岛海洋所建设了自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站,可以对碳在水-土-气-生多圈层中的循环过程进行长期监测。

    直播中,观众通过观看湿地团队野外工作视频,观赏了滨海湿地美丽的景色,了解了科技人员艰苦的工作条件以及他们在野外站开展的调查监测任务和科研过程。

    在滨海盐沼湿地生态系统中,首先要了解该区域生长的典型植物,它们可以通过光合作用吸收二氧化碳,这是最直观的固碳过程。科技人员展示了芦苇、碱蓬、柽柳和互花米草几种代表性植物,详细介绍了每种植物的特点。为了更好地向观众展示湿地植物的固碳过程和强大的固碳能力,江星浩同学在野外展示了植物光合作用的测量方法,周攀同学演示了如何通过植物的“样方调查”测量植被地面生物量。

    湿地土壤不仅为湿地的生物生存提供场所,还可以涵养水源,净化水质、抵御洪水、干旱等自然灾害,更是湿地生态系统最大的碳汇。赵广明副研究员对此进行了详细介绍,何磊博士通过视频展示了湿地土壤样品,那黑色的物质就是土壤中富含的碳,来自植物根茎和残骸。土壤中的微生物可以分解碳,裴理鑫博士用生动形象的比喻讲解了湿地水淹环境下微生物是如何工作及其对土壤碳汇的影响。

    除了植物和土壤,分布在湿地各处的水体的固碳情况也是很可观的。裴绍峰博士告诉大家,水中生长着大量肉眼看不到的浮游植物,它们与芦苇、碱蓬等宏观植物一样也可以进行光合作用,将水中的游离的碳转化为有机碳。水里的碳减少后,大气中的二氧化碳就会进入水体中进行补充,从而减少了大气中的二氧化碳含量,这就是水域光合固碳作用。段云莹同学在野外展示了测量水域初级生产力的仪器和方法。

    储存在湿地生态系统的碳并不是100%稳定存在的,其中的一部分会通过植物的呼吸作用和土壤矿化分解作用,以二氧化碳或甲烷的形式返回到大气中,这就形成了水-土-气-生各圈层的碳循环。谢柳娟博士在野外介绍了使用涡度塔开展温室气体的长期监测工作,展示了芦苇通过通气组织传输气体的科学小实验。

    水-土-气-生各圈层的碳循环过程在全球变暖条件下会发生变化。科技人员在野外站需要借助一些试验装置来研究湿地碳汇过程对全球变暖的响应。赵广明副研究员在野外展示了能实时监测46个环境因子的增温模拟试验装置——增温箱。该装置现已布设在辽河三角洲、黄河三角洲和盐城三个湿地,覆盖了两种植被,三个纬度带,并与欧美国家同等的增温站联网,全球科学家共享数据,开展合作研究,预测不同纬度、不同生境、不同地质演化阶段的滨海湿地在未来气候变暖情况下固碳能力的变化,为应对全球变暖提出科学建议。

    直播最后,叶思源研究员介绍了我国滨海湿地由于人为围垦、海洋环境污染、海岸工程建设等原因,出现了较为严重的湿地面积退化现象。据调查,我国在1975年滨海盐沼分布面积为2285平方千米,而2017年遥感数据解译结果显示我国滨海盐沼分布面积仅为1234平方千米,退化率达到54%。青岛海洋所湿地团队积极采取应对措施:在黄河三角洲湿地建立了200亩的湿地修复示范区,在91种芦苇基因中优选出具有耐盐、抗旱、生物量大的品种来进行植物修复,目前已取得了很好的效果。叶思源研究员指出滨海盐沼未来修复的潜力巨大,若将我国滨海盐沼恢复到1975年前的状态,将大大增加湿地的碳汇能力。因此加强湿地保护,更好地发挥湿地储碳、固碳能力,对双碳目标的实现具有重要的意义。专家呼吁大家:关爱湿地,保护湿地,自觉践行节能减排,通过实际行动为实现“碳中和”目标贡献自己的力量。

    本次活动是青岛海洋所首次采用现场专家科普访谈的形式开展的大型科普直播。活动采用提问、解答、讲解、ppt展示和野外实景视频播放相结合的方式,形式新颖活泼,内容有趣生动。观众们通过聆听专家的讲解,观看科普视频,明白了“碳达峰”“碳中和”“碳汇”等刷屏热词的内在含义。活动包含了丰富的海洋学、地质学、生态学、水文学、地球化学等多个学科领域的知识点,让大家系统全面地认识滨海盐沼湿地的生态功能,了解科研工作者开展湿地碳循环调查研究工作的意义。活动还弘扬了新时代科学家精神,提高了大家关心湿地、认识湿地、保护湿地的意识。观众们在后台纷纷留言,表达出自己激动的心情和实现国家双碳目标的决心,他们对常年奋战在野外一线的科研工作者也表示出深深的敬意。

    活动当日吸引了全国众多的中小学生及科普爱好者,各平台总收看量达5万余人次,活动圆满成功,取得了良好的科普传播效果。